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中国工程建设标准化协会标准超声法检测混凝土缺陷技术规程CECS21:2000TechnicalspecificationforinspectionofConcretedefectsbyultrasonicmethod条文说明中国工程建设标准化协会标准超声法检测混凝土缺陷技术规程TechnicalspecificationforinspectionofconcretedefectsbyultrasonicmethodCECS21:2000条文说明主编部门陕西省建筑科学研究设计院上海同济大学批准部门中国工程建设标准化协会施行日期2001年1月1日目录1总则.......................................................53超声波检测设备.................................................63.1波检测仪的技术要求..........................................63.2换能器的技术要求..........................................83.3超声波检测仪的检定........................................84声学参数测量..................................................94.1一般规定..................................................94.2声学参数测量.............................................105裂缝深度检测.................................................125.1一般规定.................................................125.2单面平测法...............................................125.3双面斜测法...............................................135.4钻孔对测法...............................................136不密实区和空洞检测...........................................156.1一般规定.................................................156.2测试方法.................................................156.3数据处理及判断...........................................167混凝土结合面测质量检测.......................................177.1一般规定.................................................177.2测试方法.................................................177.3数据处理及判断...........................................178表面损伤层检测...............................................198.1一般规定.................................................198.2测试方法.................................................198.3数据处理及判断...........................................209灌注桩混凝土缺陷检测.........................................229.1一般规定.................................................229.2埋设超声检测管...........................................229.3检测前的准备.............................................229.4检测方法.................................................239.5数据处理与判断...........................................2310钢管混凝土缺陷检测..........................................2510.1一般规定................................................2510.2检测方法................................................2510.3数据处理及判断..........................................26附录A测量空气声速进行声时计算.................................27附录B径向振动式换能器声时初读数T00的测目...................28附录C空洞尺寸估算方法..........................................291总则1.0.21.2.3本规程适用于各种混凝土和钢筋混凝土的缺陷检测根据我国工程质量检测的实际需要增添了灌注桩和钢管混凝土缺陷检测本规程的修订反映了混凝土超声检测技术不断成熟以及用于混凝土检测的超声仪器已发展到一个新水平1.0.4由于混凝土是非均质的弹粘塑性材料对超声脉冲波的吸收散射衰减较大其中高频成份更易衰减因此超声波检测混凝土缺陷一般采用较低的发射频率当混凝土的组成材料工艺条件内部质量及测试距离一定时其超声传播速度首波幅度和接收信号主频等声学参数一般无明显差异如果某部分混凝土存在空洞不密实或裂缝等缺陷破坏了混凝土的整体性与无缺陷混凝土相比较声时值偏大波幅和频率值降低超声波检测混凝土缺陷正是根据这一基本原理对同条件下的混凝土进行声速波幅和主频测量值的相对比较从而判定混凝土的缺陷情况1.0.5在进行混凝土缺陷检测时还应遵守现行的安全技术和劳动保护等有关规定3超声波检测设备3.1波检测仪的技术要求3.1.1原规程编制过程中我国尚未生产数字式混凝土超声检测仪超声检测设备的技术要求是按当时模拟式非金属超声仪的技术性能提出的近年来国内先后研制生产了性能好功能多的数字式非金属超声检测仪为了适应这两类混凝土超声检测仪的使用修订中除了保留两类仪器的共性要求外还分别对模拟式和数字式超声波检测仪的技术性能提出了要求两类混凝土超声波检测仪的含义是1式仪器用游标读取首波声时并由数码管显示也可由接收信号首波波幅起跳达到一定电平后关断声时计数电路并自动显示声时值但当信号软弱时声时读数的误差较大波幅的读数采取固定屏幕波幅调节衰减器衰减值读取或者保持衰减器不动直接在屏幕上读取首波高度的刻度数2数字式仪器是将接收信号按一定时序转换成二进制数字量存入计算机内存可通过软件程序判读首波声时其判读精确度由数字波形样品时间间隔和软件功能决定应能在低信噪比情况下准确判读而波幅值由软件判读计算直接读取并显示于仪器屏幕上3.1.2波检测仪应按现行国家有关标准要求进行严格的质量检定每项指标应达到规定的质量要求方可使用3.1.3声波检测仪应满足下列技术要求1结构混凝土存在缺陷时会使声时波幅主频和波形发生变化因此测量这些声学参数都须使用波形稳定清晰的波形显示系统2声时最小分度是声时测量精度的决定因素因此超声检测仪应满足这个要求3在测距一定且测线平行的条件下接收信号首波的大小可以反映混凝土缺陷的存在与否模拟仪器一般采用衰减器测量波幅值因此超声仪应具有最小分度为1dB的衰减器数字式仪器的波幅判读由软件计算其波幅的dB值或直接读取波幅的电压值其精度均已超过ld4仪器接收放大器的主频响应与混凝土超声检测中一般使用20250kHZ的换能器相适应所以接收放大器在此频响范围可以满足电气性能要求单纯考虑接收放大器的增益是不全面的应同时考虑其噪声水平所以用信噪比达到3:l时的接收灵敏度要更为实际它可以直观的反映出仪器与超声波穿透距离有关的重要技术因素5仪器对电源电压的适应范围系指当电源在此范围内波动时其全部技术指标仍能达到额定值3.1.4对模拟式超声波检测仪还应满足下列技术要求1模拟式超声波检测仪必须具备手动游标读数功能以便准确判读首波声时自动整形声时读数功能一般仅适应于强信号弱噪声条件信噪比降低会导致自动整形序时读数的大误差甚至丢波要谨慎使用2模拟仪器数码显示的稳定性是准确测量的基础现场测试一般要求仪器连续工作4h以上在工作期间仪器性能必须保持一定的稳定性3.1.5对数字式超声波检测仪还应满足的技术要求1数字式仪器以自动判读方式为主在大距离测试或信噪比极低的情况下需要用手动游标读数手动或自动判读声时在同一测试条件下测量数值的重复性是准确测量的基础故应建立一定的检查声时测量重复性的方法在重复测试中判定首波起始点的样本偏差点数乘以样本时间间隔即声时读数的差异2数字化超声波检测仪波幅读数的精度取决于数字信号采样的精度和屏幕波形幅度在采样精度一定的条件下加大屏幕幅度可提高波幅读数的精度直接读取波幅电压值其读数精度应达到mv级并取小数点后有效位数两位在混凝土缺陷检测中结合波形畸变现象有利于缺陷判别因此要具备显示存储和打印数字化波形的功能波形最大存储长度由最大探测距离所决定3自动判读声时及波幅时在屏幕上应显示其判读的位置这样可及时检查自动读数是否存在错误4数字化超声波检测仪一般都具有幅度谱功能3.2换能器的技术要求3.2.1混凝土上缺陷超声检测中根据需要可采用平面测试单面测试和通过两个平面对穿测试或孔中测试单孔和双孔测试平面测试所用的换能器是厚度振动方式孔中测试用径向振动式换能器园管式换能器径向指向性一致3.2.2混凝土缺陷检测一般选用频率为20250kHz的换能器径向振动式换能器目前最高频率有60kHz可根据测距大小和混凝土质量好坏选用合适频率的换能器一般在保证具有一定接收信号幅度的前提下尽量选用较高频率的换能器以提高对小缺陷反映的灵敏性3.2.3换能器的实测频率与标称频率应尽量一致实际频率差异过大易使信号鉴别和数据对比造成混乱在水中检测一般水深不大于100m换能器水密性在1MPa时不漏水是可以满足要求的3.3超声波检测仪的检定3.3.1这项检验方法为定期检验仪器综合性能提供一种声时理论值的标准不仅检验了仪器的计时机构是否可靠还验证了仪器操作者的声时读取方法是否准确3.3.2波幅值一般按分贝dB计量表示波幅值被增加或减少6dB对应的屏幕波幅高度应升高或降低一倍如果波幅变化高度不符表示仪器衰减系统不正确或者波幅计量系统有误差但要注意波幅变化中应始终不超屏4声学参数测量4.1一般规定4.1.1了解收集被测结构的有关资料和情况为综合分析产生质量问题的原因和拟定检测方案提供依据同时也是综合分析测试结果和存档必不可少的技术资料4.1.2质量有怀疑的部位是大家关注的目标结合测试操作条件的可能性检测应突出重点选取对混凝土质量有争议或根据施工情况易产生质量事故的部位进行检测以求迅速而准确的判定质量问题4.1.3超声测缺的基本目的是寻找隐蔽于结构混凝土内部的缺陷和不均匀性但反映混凝土质量的声学参数容易受混凝土表面状态影响为了使检测数据具有真实性和良好的可比性必须避免表面状况对检测的影响因此应保混凝土测试面平整清洁无泥砂灰尘4.1.4因为超声波在混凝土中的衰减大小除了与混凝土质量有有关外与发射的